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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung der Aldehydkonzentration
in einem Cyclohexan und einen oder mehrere Aldehyde enthaltenden
Gemisch.
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Ein
derartiges Verfahren ist aus der
GB-A-2028329 bekannt. Gemäß dieser Patentschrift können Aldehyde
wie Caproaldehyd (Hexanal) entfernt werden, indem man ein Cyclohexanon
und Aldehyde enthaltendes Gemisch einer Aldolkondensationsreaktion
unterwirft, die in einem separaten Aldolkondensationsbehälter in
Gegenwart von wäßriger Natriumhydroxidlösung durchgeführt wird.
Das so erhaltene Gemisch wird danach zur Entfernung von Natriumhydroxid
mit Wasser gewaschen. Zur Verbesserung der Phasentrennung wird der
Waschvorrichtung Cyclohexan zugeführt. Das gewaschene organische
Gemisch wird danach in einer Destillationskolonne destilliert, in
der niedrigsiedende Komponenten abdestilliert werden.
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Nachteilig
ist an dem Verfahren gemäß der
GB-A-2028329 , daß ein separater
Aldolkondensationsreaktionsbehälter
und eine Waschvorrichtung benötigt
werden. Nachteilig ist außerdem,
daß man
im Fall der Durchführung
des Waschens in Gegenwart von Cyclohexan das Cyclohexan aus dem
gewaschenen Gemisch entfernen muß.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
eines einfachen und effizienten Verfahrens zur Entfernung von Aldehyden
aus Cyclohexanon.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
daß man bei
dem Verfahren das Cyclohexanon und einen oder mehrere Aldehyde enthaltende
Gemisch in Anwesenheit einer alkalischen Verbindung in einer Destillationskolonne
destilliert, wobei im Sumpf der Destillationskolonne praktisch kein
Wasser vorliegt.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist Cyclohexanon mit einer Reinheit in bezug auf Aldehyde, die zumindest
mit der Reinheit des wie in dem Verfahren gemäß der
GB-A-2028329 erhaltenen
Cyclohexanons vergleichbar ist, erhältlich. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist Cyclohexanon mit einer erhöhten
Reinheit in bezug auf den Aldehydgehalt auf sehr einfache Art und
Weise erhältlich.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, daß weder
ein separater Aldehydkondensationsbehälter noch eine Waschvorrichtung
erforderlich ist. Ein zusätzlicher
Vorteil besteht darin, daß im Waschschritt
zugesetztes Wasser und gegebenenfalls Cyclohexan nicht entfernt
werden muß bzw. müssen. Dies
ist vorteilhaft, da weniger Verfahrenseinrichtungen erforderlich
sind und zum Erhalt von Cyclohexanon mit ausreichender Reinheit
in bezug auf Aldehyde weniger Energie erforderlich ist.
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Aldehyde
können
zum Beispiel bei der Herstellung von Cyclohexanon gebildet werden.
Beispiele für
Aldehyde sind Butanal, Pentanal und Hexanal. Zu den Aldehyden gehören Aldehyde,
die unter herkömmlichen
Destillationsbedingungen kaum von Cyclohexanon abzutrennen sein
könnten.
Bei den Aldehyden, die unter herkömmlichen Destillationsbedingungen
kaum abzutrennen sein könnten,
dreht es sich insbesondere um Pentanal und Hexanal. Das Vorliegen
dieser Aldehyde und insbesondere das Vorliegen von Pentanal und
Hexanal in Cyclohexanon ist unerwünscht. Insbesondere bei Verarbeitung von
Cyclohexanon mit zu hoher Konzentration an Pentanal und Hexanal
(bezogen auf das Cyclohexanon, Hexanal und/oder Pentanal enthaltende
Gemisch) zu Polycaprolactam (Polyamid-6) durch Oximierung, Beckmann-Umlagerung
und Polymerisation kann die mechanische Festigkeit des erhaltenen
Polycaprolactams in unerwünschtem
Maße abnehmen. Bei
Verarbeitung von derartigem Cyclohexanon zu Polycaprolactam führen die
Aldehyde und insbesondere Pentanal und Hexanal, auch wenn sie nur
in geringen Konzentrationen vorliegen, zu Verunreinigungen, die
sich auf die Festigkeit des Polycaprolactams sehr schädlich auswirken.
Es wurde gefunden, daß die
Konzentration an Pentanal und Hexanal in Cyclohexanon vorzugsweise
weniger als 90 Gew.-ppm (bezogen auf das Cyclohexanon, Pentanal
und Hexanal enthaltende Gemisch) beträgt. Unter dem Begriff Gew.-ppm
(ppm = Teile pro Million) Pentanal und Hexanal ist das Verhältnis des
Pentanals und Hexanals in Gramm pro eine Million Gramm des Cyclohexanon,
Pentanal und/oder Hexanal enthaltenden Gemischs zu verstehen.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
liegt im Sumpf der Destillationskolonne kein oder praktisch kein
Wasser vor. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet praktisch
kein Wasser insbesondere, daß im
Sumpf der Destillationssäule
weniger als 100 Gew.-ppm Wasser vorliegen (bezogen auf das Sumpfprodukt,
d.h. das im Sumpf der Destillationskolonne vorliegende Produkt enthält weniger
als 100 Gew.-ppm Wasser). Unter dem Begriff Gew.-ppm (ppm = Teile
pro Million) Wasser ist das Verhältnis
von Wasser in Gramm pro eine Million Gramm Sumpfprodukt zu verstehen.
Es wurde überraschenderweise
gefunden, daß bei
Durchführung der
Destillation in Gegenwart von weniger als 100 Gew.-ppm Wasser im
Sumpf die Menge an Aldehyden und insbesondere die Menge an Pentanal
und Hexanal auf sehr geringe Werte erhöht werden kann, selbst unter
90 Gew.-ppm.
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Das
Vorliegen von weniger als 100 Gew.-ppm Wasser im Sumpf der Destillationskolonne kann
auf eine beliebige Art und Weise erhalten werden. Bevorzugte Methoden
werden in der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
wird in einer Destillationskolonne durchgeführt. Hierbei kann es sich um
eine beliebige geeignete Destillationskolonne handeln. Beispiele
für geeignete
Destillationskolonnen sind Bodenkolonnen oder mit einer ungeordneten
oder geordneten Packung gefüllte
Kolonnen. Der Sumpf einer Destillationskolonne ist dem Fachmann
bekannt und bezieht sich insbesondere auf die Zone, in der die flüssige Phase
vorliegt, die an hochsiedenden Komponenten am reichsten ist, beispielsweise
die Verdampferzone und die Zone unter dem tiefsten Boden für eine Bodendestillationskolonne
und die Verdampferzone und die Zone unter der Packung für eine mit
einer Packung gefüllte
Destillationskolonne.
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Die
Destillation kann bei einer beliebigen geeigneten Temperatur durchgeführt werden.
Vorzugsweise wird die Destillation bei einer Kopftemperatur zwischen
45 und 130°C
und einer Sumpftemperatur zwischen 105 und 190°C durchgeführt. Der im Kopf der Destillationssäule angelegte
Druck liegt im allgemeinen zwischen 0,02 und 0,15 MPa.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird das Cyclohexanon und Aldehyde enthaltende Gemisch in Gegenwart
einer alkalischen Verbindung destilliert. Vorzugsweise destilliert
man das Cyclohexanon und Aldehyde enthaltende Gemisch mit einer
so großen
Menge an alkalischer Verbindung dadurch, daß die Konzentration von Pentanal
und Hexanal so weit herabgesetzt wird, daß die Konzentration an Pentanal
und Hexanal in dem Cyclohexanon unter 90 Gew.-ppm.
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Es
kann eine beliebige geeignete alkalische Verbindung verwendet werden.
Geeignete alkalische Verbindungen sind u.a. alle alkalischen Verbindungen,
die zur Bewirkung der Aldolkondensation eines oder mehrerer der
in dem zu destillierenden Gemisch vorliegenden Aldehyde, insbesondere
von Pentanal und Hexanal, befähigt
sind. Bei der alkalischen Verbindung handelt es sich vorzugsweise
um eine Alkalimetallverbindung. Bevorzugte alkalische Verbindungen
sind Alkalimetallhydroxide, Alkalimetallcarbonate und Alkalimetallalkoxide.
Bei dem Alkalimetall kann es sich um Natrium und vorzugsweise Kalium handeln.
Im Fall der Verwendung einer Alkalimetallverbindung wird die Destillation
des Cyclohexanon und ein oder mehrere Aldehyde enthaltenden Gemischs
vorzugsweise mit einer solchen Menge an Alkalimetallverbindung durchgeführt, daß die Alkalimetallkonzentration
im Sumpf der Destillationskolonne mehr als 2 Gew.-ppm und weniger
als 50 Gew.-ppm beträgt.
Bei Vorliegen von mehr als 2 Gew.-ppm Alkalimetall im Sumpf der
Destillationskolonne wird die Menge an Aldehyden und insbesondere
die Menge an Pentanal und Hexanal in dem Cyclohexan in erhöhtem Maße herabgesetzt.
Es erweist sich, daß bei Verwendung
von weniger als 50 Gew.-ppm Alkalimetall im Sumpf der Destillationskolonne
Cyclohexanonverluste vermieden oder verringert werden.
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Die
alkalische Verbindung kann vor dem Eintragen des Gemischs in die
Destillationskolonne in das Gemisch eingetragen oder direkt der
Destillationskolonne zugeführt
werden. Vorzugsweise trägt man
die alkalische Verbindung auf einer Höhe, auf der das zu destillierende
Gemisch der Destillationskolonne zugeführt wird, oder in der Zone
unterhalb dieser Höhe
in die Destillationskolonne ein, da dies zu einer Verringerung des
Cyclohexanverlusts führt. Die
alkalische Verbindung liegt vorzugsweise in einem der Destillationskolonne
zuzuführenden
Gemisch und vorzugsweise in dem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
zu destillierenden Cyclohexanon und einen oder mehrere Aldehyde
enthaltenden Gemisch vor.
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Die
alkalische Verbindung kann der Destillationskolonne auf eine beliebige
geeignete Art und Weise zugeführt
werden, in der Regel in Form einer Flüssigkeit. Vorzugsweise erfolgt
die Zufuhr der alkalischen Verbindung zur Destillationskolonne durch Verwendung
einer Wasser und die alkalische Verbindung enthaltenden Lösung (die
im folgenden als die alkalische Verbindung enthaltende wäßrige Lösung bezeichnet
wird).
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Es
wurde gefunden, daß bei
Verwendung einer die alkalische Verbindung enthaltenden wäßrigen Lösung die
wäßrige Lösung vorteilhafterweise
der Destillationskolonne in einer über dem Sumpf der Destillationskolonne
liegenden Höhe
zugeführt
wird. Damit wird auf vorteilhafte Art und Weise erreicht, daß im Sumpf
der Destillationskolonne praktisch kein Wasser vorliegt. Bei Verwendung
einer Bodendestillationskolonne wird die wäßrige Lösung vorteilhafterweise dem
ersten Boden der Destillationskolonne (Numerierung vom Sumpf der
Destillationskolonne zum Kopf) oder darüber zugeführt. Bei Verwendung einer gepackten
Destillationskolonne wird die wäßrige Lösung vorteilhafterweise
auf einer Höhe
zugeführt,
auf der die Packung vorliegt.
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Die
Zufuhr der die alkalische Verbindung enthaltenden wäßrigen Lösung zur
Destillationskolonne erfolgt vorzugsweise durch direkte Zufuhr der
die alkalische Verbindung enthaltenden wäßrigen Lösung zur Destillationskolonne
auf einer über
dem Sumpf der Destillationskolonne liegenden Höhe und/oder durch Zufuhr der
die alkalische Verbindung enthaltenden wäßrigen Lösung zu einem Gemisch, das
der Destillationskolonne auf einer über dem Sumpf der Destillationskolonne
liegenden Höhe
zugeführt
wird.
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Einem
erfindungsgemäßen Verfahren
führt man
vorzugsweise das Cyclohexanon und einen oder mehrere Aldehyde enthaltende
Gemisch der Destillationskolonne auf einer über dem Boden der Destillationskolonne
liegenden Höhe
zu. Die die alkalische Verbindung enthaltende wäßrige Lösung wird vorzugsweise dem
Cyclohexanon und einen oder mehrere Aldehyde enthaltenden Gemisch
vor der Zufuhr des Cyclohexanon und einen oder mehrere Aldehyde
enthaltenden Gemischs auf einer über
dem Sumpf der Destillationskolonne liegenden Höhe zugeführt.
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Besonders
gut geeignete wäßrige Lösungen sind
wäßrige Lösungen von
Alkalimetallhydroxiden, Alkalimetallcarbo naten und Alkalimetallalkoxiden, insbesondere
Alkalimetallcyclohexanolat. Bei direkter Zufuhr der wäßrigen Lösung zur
Destillationskolonne oder bei Zufuhr der wäßrigen Lösung zu dem Cyclohexanon und
einen oder mehrere Aldehyde enthaltenden Gemisch enthält die wäßrige Lösung vorzugsweise
0,5 bis 50 Gew.-% und insbesondere 5 bis 45 Gew.-% der Alkalimetallverbindung,
vorzugsweise Natriumhydroxid, ganz besonders bevorzugt Kaliumhydroxid.
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Insbesondere
ist die Menge der direkt der Destillationskolonne oder dem Gemisch
vor der Zufuhr des Gemischs zur Destillationskolonne zugeführten wäßrigen Kaliumhydroxidlösung vorzugsweise
so beschaffen, daß im
Sumpf der Destillationskolonne mindestens 2 Gew.-ppm und besonders
bevorzugt mindestens 5 Gew.-ppm Kalium vorliegen, da die Verwendung
von weniger als 2 Gew.-ppm Kalium im Sumpf der Destillationskolonne
die Menge an Aldehyden und insbesondere die Menge an Pentanal und
Hexanal im Cyclohexanon in geringerem Maße herabsetzt. Die Menge der
der Destillationskolonne zugeführten
wäßrigen Lösung von
Kaliumhydroxid ist vorzugsweise so beschaffen, daß die Kaliummenge im
Sumpf der Destillationskolonne nicht mehr als 50 Gew.-ppm, besonders
bevorzugt nicht mehr als 40 Gew.-ppm und noch weiter bevorzugt nicht
mehr als 35 Gew.-ppm beträgt,
da gefunden wurde, daß die Verwendung
von mehr als 35 Gew.-ppm Kalium im Sumpf der Destillationskolonne
zu einem erhöhten Cyclohexanonverlust
führt.
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Das
Cyclohexanon und einen oder mehrere Aldehyde enthaltende Gemisch,
das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
destilliert wird, ist nach verschiedenen Verfahren erhältlich.
Das Gemisch enthält
in der Regel mehr als 200 Gew.-ppm Aldehyde und weniger als 6000
Gew.-ppm Aldehyde (bezogen auf das Gemisch). Das Gemisch enthält in der Regel
mehr als 500 Gew.-ppm und weniger als 5000 Gew.-ppm Pentanal und
Hexanal (bezogen auf das Gemisch).
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Bei
der Herstellung des Gemischs geht man beispielsweise so vor, daß man Cyclohexan
in der Flüssigphase
mit einem sauerstoffhaltigen Gas in An- oder Abwesenheit eines Oxidationskatalysators
oxidiert. Nach einer Ausführungsform
der Erfindung geht man bei der Herstellung des Gemischs so vor, daß man Cyclohexan
in Gegenwart eines Oxidationskatalysators oxidiert, wobei man ein
Cyclohexan, Cyclohexanon und Cyclohexanol und in der Regel auch
niedrig- und hochsiedende Verbindungen enthaltendes oxidiertes Gemisch
erhält.
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Bei
einer anderen und bevorzugten Ausführungsform der Erfindung geht
man bei der Herstellung des Gemischs so vor, daß man Cyclohexan in Abwesenheit
eines Oxidationskatalysators oxidiert, wobei man ein Cyclohexan,
Cyclohexylhydroperoxid, Cyclohexanon und Cyclohexanol enthaltendes
Oxidationsgemisch erhält,
und dieses Gemisch danach mit einem Cyclohexylhydroperoxid zersetzenden
Metallsalz in Gegenwart einer wäßrigen Lösung eines Alkalimetallhydroxids
behandelt, wodurch das Cyclohexylhydroperoxid zu Cyclohexanon und
Cyclohexanol zersetzt wird, wobei man ein Cyclohexan, Cyclohexanon,
Cyclohexanol und in der Regel auch niedrig- und hochsiedende Verbindungen
enthaltendes Gemisch erhält.
Bei einer Ausführungsform
wird das Cyclohexan, Cyclohexanon und Cyclohexanol enthaltende Gemisch
in Gegenwart einer erfindungsgemäßen alkalischen
Verbindung destilliert. Bei einer anderen und besonders bevorzugten
Ausführungsform
geht man bei der Herstellung des Gemischs ferner so vor, daß man aus
dem Cyclohexan, Cyclohexanon und Cyclohexanol enthaltenden Gemisch
Cyclohexan abtrennt, wobei man das in Gegenwart einer erfindungsgemäßen alkalischen
Verbindung zu destillierende Gemisch erhält. Das erfindungsgemäße Verfahren
betrifft daher auch ein Verfahren, bei dem man Cyclohexan in der
Flüssigphase
mit einem sauerstoffhaltigen Gas oxidiert, wobei man ein Cyclohexan,
Cyclohexylhydroperoxid, Cyclohexanon und Cyclohexanol enthaltendes
Oxidationsgemisch erhält;
das Oxidationsgemisch mit einem Cyclohexylhydroperoxid zersetzenden
Metallsalz in Gegenwart eines Alkalimetallhydroxids behandelt, wodurch
das Cyclohexylhydroperoxid zu Cyclohexanon und Cyclohexanol zersetzt
wird, wobei man ein Cyclohexan, Cyclohexanol und Cyclohexan enthaltendes
Gemisch erhält;
aus dem Cyclohexanon, Cyclohexanol und Cyclohexan enthaltenden Gemisch
durch Destillation Cyclohexan abtrennt; aus dem erhaltenen Gemisch
durch Destillation niedrigsiedende Verbindungen abtrennt, wobei
man ein niedrigsiedende Verbindungen enthaltendes Kopfprodukt und
ein Cyclohexanon, Cyclohexanol und hochsiedende Verbindungen enthaltendes
Sumpfprodukt erhält;
und die Destillation zur Abtrennung von Cyclohexan oder die Destillation
zur Abtrennung niedrigsiedender Verbindungen in Gegenwart einer
alkalischen Verbindung in einer Destillationskolonne durchführt, wobei
im Sumpf der Destillationskolonne praktisch kein Wasser vorliegt.
Es wurde gefunden, daß diese
spezielle Kombination von Schritten Cyclohexanon mit extrem niedriger
Konzentration an Aldehyden, insbesondere Pentanal und Hexanal, ergibt,
ohne daß ein
separater Aldolkondensationsschritt und Waschschritt erforderlich
sind. Unter niedrigsiedenden Verbindungen sind Verbindungen zu verstehen,
deren Siedepunkt niedriger als Cyclohexanon und höher als
Cyclohexan ist. Beispiele hierfür
sind Butanol, Pentanal, Hexanal, Pentanol und Epoxycyclohexan. Unter
hochsiedenden Verbindungen sind Verbindungen zu verstehen, deren
Siedepunkt höher
als Cyclohexanol ist. Beispiele hierfür sind 2-Cyclohexylidencyclohexanon, 2-Hexylidencyclohexanon
und 2-(Cyclohexen-1-yl)cyclohexanon. In der
EP-A-579323 wird ein beispielhaftes
Verfahren zur Oxidation von Cyclohexan in Abwesenheit eines Oxidationskatalysators
beschrieben, bei dem man ein Cyclohexan, Cyclohexylhydroperoxid,
Cyclohexanon und Cyclohexanol enthaltendes Oxidationsgemisch erhält. In der
GB-A-1382849 und
der
EP-A-4105 werden
beispielhafte Verfahren zur Behandlung eines Cyclohexan, Cyclohexylhydroperoxid,
Cyclohexanon und Cyclohexanol enthaltenden Gemischs mit einem Cyclohexylhdyroperoxid
zersetzenden Metallsalz in Gegenwart einer wäßrigen Lösung eines Alkalimetallhydroxids
zur Zersetzung des Cyclohexylhydroperoxids zu Cyclohexanon und Cyclohexanol
beschrieben.
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Das
oxidierte oder nach Zersetzung erhaltene Gemisch wird in der Regel
verarbeitet, indem man zunächst
Cyclohexan und die Nebenprodukte, die flüchtiger als das Cyclohexan
sind, abdestilliert, dann niedrigsiedende Verbindungen, danach Cyclohexanon
und schließlich
das Cyclohexanol abdestilliert. Das Cyclohexanol kann anschließend unter
Verwendung einer Dehydrierungsvorrichtung einer Dehydrierungsreaktion
unterworfen werden. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird
das erfindungsgemäße Verfahren
in einer Destillationskolonne durchgeführt, in der Cyclohexan abdestilliert
wird. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren in einer Destillationskolonne
durchgeführt,
in der niedrigsiedende Komponenten aus einem auch Cyclohexanon, Cyclohexanol
und hochsiedende Verbindungen enthaltenden Gemisch abgetrennt werden,
wobei man ein niedrigsiedende Verbindungen enthaltendes Kopfprodukt
und ein Cyclohexanon, Cyclohexanol und hochsiedende Verbindungen
enthaltendes Sumpfprodukt erhält.
Eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung betrifft daher ein Verfahren zum Abdestillieren
von niedrigsiedenden Komponenten aus einem auch Cyclohexanon, Cyclohexanol
und hochsiedende Verbindungen enthaltenden Gemisch, welches auch
Cyclohexanal und/oder Pentanal enthält, in Gegenwart einer alkalischen
Verbindung in einer Destillationskolonne, in der im Sumpf kein oder
praktisch kein Wasser vorliegt. In der Regel enthält das Gemisch,
das der Destillationskolonne, in der die niedrigsiedenden Komponenten abdestilliert
werden, zugeführt
wird, zwischen 40 und 60 Gew.-% Cyclohexanon, zwischen 40 und 60 Gew.-%
Cyclohexanol, in der Regel zwischen 0,2 und 2 Gew.-% niedrigsiedende
Verbindungen und in der Regel zwischen 1 und 4 Gew.-% hochsiedende
Verbindungen und in der Regel zwischen 200 und 6000 Gew.-ppm Aldehyde,
insbesondere 500-5000 Gew.-ppm Hexanal und Pentanal.
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Die
Erfindung wird nun anhand der folgenden nicht einschränkenden
Beispiele näher
erläutert.
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Referenzversuch A
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Ein
Cyclohexanon, Cyclohexanol und niedrig- und schwersiedende Verbindungen
enthaltendes Gemisch wurde mit einer Rate von 25 m3/h
einer erste Destillationskolonne zugeführt. Die Pentanal- und Hexanalkonzentration
in dem Gemisch betrug 70 bzw. 300 Gew.-ppm. Das Gemisch wurde dem
23ten Boden der insgesamt 60 Siebböden (Numerierung der Böden vom
Sumpf zum Kopf) zugeführt.
Die Kolonne wurde bei 0,08 MPa und 121°C am Kopf der Kolonne und rund
etwa 0,1 MPa am Boden mit der Nummer 20 und 165°C im Sumpf der Kolonne betrieben.
Im Verdampfer wurden 14 t/h Wasserdampf (1,25 MPa) aufgegeben. Niedrigsiedende
Produkte, wie n-Butanol, n-Pentanol,
Hexanal und Epoxycyclohexan, wurden über den Kopf der Säule abgetrennt. Eine
5 gew.-%ige wäßrige KOH-Lösung wurde
mit einer Rate von 50 ml/min in den Sumpf der Destillationskolonne
gegeben, was zu einer Wasserkonzentration von 150 Gew.-ppm und einer
Kaliumkonzentration von 5 Gew.-ppm im Sumpfprodukt führte. Das Sumpfprodukt
wurde aus der Destillationskolonne abgezogen und mit 25 m3/h eines Gemischs aus Cyclohexanon, Cyclohexanol
und schwersiedenden Komponenten vermischt. Dieses Gemisch wurde dem
Kopf einer zweiten Destillationskolonne zugeführt. Bei einer zweiten Kolonne
handelt es sich um eine gepackte Kolonne, die bei ungefähr 74°C am Kopf
der Kolonne und 10,7 kPa bei 103°C
im Sumpf der Kolonne betrieben wird. Cyclohexanol und schwersiedende
Komponenten treten aus dem Sumpf der zweiten Destillationskolonne
aus. Die Pentanal- und Hexanalkonzentration im Kopfprodukt (hauptsächlich Cyclohexanon)
betrugen 12 bzw. 130 Gew.-ppm.
Die Konzentration an CHIA (2-Cyclohexylidencyclohexanon,
bei dem es sich um ein Dimer von Cyclohexanon handelt) im Sumpf
der ersten Destillationskolonne betrug 0,1 Gew.-%, was darauf hindeutete,
daß Produktverluste
aufgrund der Dimerisierung von Cyclohexanon gering waren.
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Referenzversuch B
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Versuch
A wurde wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß die Pentanal-
und Hexanalkonzentration im Einsatz der ersten Destillationskolonne
400 Gew.-ppm bzw. 2100 Gew.-ppm betrugt. Der ersten Destillationskolonne
wurde keine wäßrige KOH-Lösung zugeführt. Die
Pentanal- und Hexanalkonzentration im Kopfprodukt (hauptsächlich Cyclohexanon) der
zweiten Kolonne betrug 20 bzw. 190 Gew.-ppm (bezogen auf das im
Kopfprodukt vorhandene Cyclohexanon). Die Konzentration an CHIA
(2-Cyclohexylidencyclohexanon)
im Sumpf der ersten Destillationskolonne betrug 0,1 Gew.-%, was
darauf hindeutete, daß Produktverluste
aufgrund der Dimerisierung von Cyclohexanon gering waren.
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Referenzversuch C
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Ein
Gemisch von Cyclohexanon, Cyclohexanol, niedrig- und schwersiedenden Verbindungen, 400
Gew.-ppm Pentanal und 2100 Gew.-ppm Hexanal wurde mit 2,5 m3/h NaOH-Lösung mit einer Alkalinität von 2
mÄq./g
in einem gerührten
Verseifungsbehälter
mit einer Rate von 25 m3/h bei 103°C über einen
Zeitraum von 15 Minuten behandelt. Die erhaltene Mischung wurde
mit 20 m3/h Cyclohexanon vermischt und einen
Trennbehälter
zur Abtrennung der wäßrigen Phase
zugeführt.
Das organische Gemisch wurde in einer gepackten Kolonne im Gegenstrom mit
7 m3/h Wasser gewaschen, um die Natrium
enthaltenden Wassertröpfchen
zu extrahieren. Das gewaschene organische Gemisch wurde dem Kopf
einer Trocknungskolonne zur Entfernung von Cyclohexan und Wasser
zugeführt.
Die Trocknungskolonne wies 15 Siebeböden auf und wurde bei einem
Druck von etwa 0,1 MPa, einer Kopftemperatur von etwa 78°C und einer
Sumpftemperatur von etwa 161°C betrieben.
Die Pentanal- und
Hexanalkonzentration im Sumpfprodukt der Trocknungskolonne betrug
70 bzw. 300 ppm. Vergleichsversuch B wurde mit diesem Sumpfprodukt
als Einsatzstoff wiederholt, was eine Pentanal- und Hexanalkonzentration
im Kopfprodukt der zweiten Kolonne von 6 bzw. 60 Gew.-ppm (bezogen
auf das im Kopfprodukt vorhandene Cyclohexanon) ergab. Die Konzentration
an CHIA (2-Cyclohexylidencyclohexanon) im Sumpf der ersten Destillationskolonne
betrug 0,1 Gew.-%, was darauf hindeutete, daß Produktverluste aufgrund
der Dimerisierung von Cyclohexanon gering waren.
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Beispiel 1
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Versuch
A wurde wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß die 50
ml/min 5 gew.-%ige KOH-Lösung
dem Zufuhrrohr der ersten Destillationskolonne zugeführt wurde.
Die Kaliumkonzentration im Sumpf betrug 5 Gew.-ppm und die Wasserkonzentration
im Sumpf < 10 Gew.-ppm.
Die Pentanal- und Hexanalkonzentration im Kopfprodukt der zweiten
Säule betrug
4 bzw. 50 Gew.-ppm (bezogen auf das im Kopfprodukt vorhandene Cyclohexanon).
Die Konzentration an CHIA (2-Cyclohexylidencyclohexanon) im Sumpf
der ersten Destillationskolonne betrugt 0,07 Gew.-%.
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Aus
einem Vergleich von Beispiel I mit Versuch C geht hervor, daß mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren
auf sehr einfache Art und Weise Cyclohexanon mit einer noch weiter
erhöhten
Reinheit mit Bezug auf Pentanal und Hexanal erhältlich ist.
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Beispiel II
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Beispiel
I wurde wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß die Strömungsrate
der KOH-Lösung
auf 70 ml/min erhöht
wurde. Die Kaliumkonzentration im Sumpf betrug 7 Gew.-ppm und die
Wasserkonzentration im Sumpf < 10
Gew.-ppm. Die Pentanal- und Hexanalkonzentration im Kopfprodukt
der zweiten Kolonne betrug 2 bzw. 15 Gew.-ppm (bezogen auf das im
Kopfprodukt vorhandene Cyclohexanon). Die Konzentration an CHIA
(2-Cyclohexylidencyclohexanon)
im Sumpf der ersten Destillationskolonne betrug 0,10 Gew.-%.
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Beispiel III
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Beispiel
I wurde wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß die Strömungsrate
der KOH-Lösung
auf 350 ml/min erhöht
wurde. Die Kaliumkonzentration im Sumpf betrug 35 Gew.-ppm und die Wasserkonzentration
im Sumpf < 10 Gew.-ppm.
Die Pentanal- und Hexanalkonzentration im Kopfprodukt der zweiten
Kolonne betrug 1 bzw. 5 Gew.-ppm (bezogen auf das im Kopfprodukt
vorhandene Cyclohexanon). Die Konzentration an CHIA (2-Cyclohexylidencyclohexanon)
im Sumpf der ersten Destillationskolonne betrug 0,35 Gew.-%.